Как загорать по науке
Эритремы, болезненные покраснения кожи, прочие спутники и волдыри неосмотрительных пляжников ? на большом растоянии небезобидные явления. Все это ? острая токсическая реакция, позванная повреждением кожи ультрафиолетовым излучением Солнца.
Механизмы ее развития изучены далеко не во всех подробностях, но в общем губительное воздействие солнечного света на отечественные клетки известно.
Осажденный город
Ультрафиолетовое излучение имеет более маленькую длину волны, чем видимое. Его фотоны несут громадную кинетическую энергию, и их столкновение с биомолекулами в живых организмах повреждает их без разбора, приблизительно так же, как хаотичный обстрел тяжелыми пушечными ядрами разрушает осажденный город.
Глубокое разрушение молекул в родных к поверхности клетках кожи может привести к их полной смерти, что наглядно проявляется в отшелушивании мертвой ткани.
Но страшнее всего повреждение «информационного центра» клетки, ДНК в ее митохондриях и ядре. По большей части, поглощение ультрафиолета ДНК ведется азотистыми основаниями нуклеотидов, каковые, поглощая УФ-фотоны, приходят в возбужденное состояние и смогут вступать в разнообразные реакции, создавая необратимые повреждения ДНК.
Случайные мутации смогут вызвать не только смерть отдельной клетки, что для организма может преодолеть почти незамеченным, но и ее перерождение в опухолевую.
Отдельной мишенью УФ волн являются мембраны клеток. Входящие в их состав полиненасыщенные жирные кислоты особенно чувствительны к их действию и под таким страшным влиянием образуют нестабильные и активные гидропероксиды ? причем, эти гидропероксиды по механизму хорошей обратной связи катализируют окисление все новых жирных кислот.
Это цепная реакция, так что на любой поглощенный УФ фотон приходится далеко не одна уничтоженная липидная молекула мембраны. Так облучение ведет к трансформации ионной проницаемости клеточных мембран, что приводит к нарушению водносолевого (осмотического) баланса ? несложнее говоря, клетки разбухают и лопаются.
Цепную реакцию фотоокисления липидов возможно прервать действием ингибиторов, молекул, каковые перехватывают свободные радикалы и обрывают развитие цепи. Ингибиторы окисления именуются антиоксидантами ? и самые замечательные из них находятся далеко не в рекламируемых продуктах.
К антиоксидантам относятся витамин Е и пигмент меланин.
Но, в случае если продолжить сравнение клетки с осажденным городом, то это город, что привык вести войну. В нем существует огромное количество спасательных и экстренных работ ? совокупностей, заботящихся о защите и о восстановлении уничтоженного.
Так, повреждение ДНК запускает в воздействие множество механизмов, в числе которых деятельный синтез определенных белков и сигнальных соединений.
Скажем, липидные молекулы простагландины и пептидные цитокины вырабатываются и накапливаются в кожной ткани в течение 4-6 часов по окончании получения «солнечного ожога». Они приводят к расширению капилляров кожной ткани и завлекают в нее кровяные клетки, участвующие в развитии воспалительных процессов.
Как раз так появляются и покраснение, и боль «сгоревшей» на солнце кожи, и как раз исходя из этого неприятности появляются не сходу на пляже, а в большинстве случаев к вечеру, в то время, когда отдыхающие добираются до собственных постелей.
©Alamy
Соперники: три вида ультрафиолета
Не следует вычислять УФ лучи полным злом: в маленьких количествах они полностью нужны для отечественного здоровья, хотя бы вследствие того что под их действием происходит синтез витамина D. Но в «пляжных» дозах ультрафиолет, само собой разумеется, страшен.
Для удобства целый УФ-спектр разделяют на три области. Волны А (UV-A) имеют самую громадную (от 320 до 400 нм) длину и минимальную (для ультрафиолета) энергию фотонов.
Теоретически, они наименее страшны, но как раз благодаря громадной длине волны они вольно проходят и через озоновый слой в верхних слоях земной атмосферы, а также через стекло, которое для другой части УФ волн практически непроницаемо. UV-A попадает и глубже под поверхность отечественной кожи, и достаточно интенсивное действие этих лучей ведет к появлению на ней морщин и пигментных пятен.
Но, UV-A считается «мягким» ультрафиолетом.
Самое коротковолновое излучение UV-C (100-290 нм) ? самое страшное, поскольку его фотоны несут больше всего энергии. Но неприятности с УФ волнами UV-C смогут появиться лишь при посещении высокогорной местности либо низкопробных соляриев ? но, это уже совсем вторая история.
В простых же условиях поверхности Почвы солнечный ультрафиолет этих длин волн не достигает: он полностью поглощается озоновым слоем.
УФ излучение в области В (UV-B) с промежуточной длиной волны (от 290 до 320 нм) частично рассеивается озоновым слоем, а через стекло неспособно пройти вовсе. Как раз UV-B есть простой обстоятельством «обгорания» кожи, и именно на защиту от него направлено применение практически всех средств от загара и солнцезащитных очков.
Напомним, что существуют и средства широкого действия, блокирующие кроме этого и UV-A лучи.
Чувствительность кожи от длины волны УФ излучения изменяется не медлено: на ней имеются два пика с максимумами в регионах UV-В и UV-С. Эффект действия излучения в этих регионах разен.
В UV-C меньше минимальная доза, которая приводит к покраснению кожи, но и меньше последствия: эритрема скоро появляется и скоро исчезает, не принося особенно больных последствий. «Обгорание» кожи связано, по большей части, с лучами в области UV-В, и уже при маленькой передозировке они приводят к ожогу.
Отечественные: меланин и другие
Вопреки обширно распространенному точке зрения, смуглый цвет кожи вовсе не есть спасением от вредного действия солнечных лучей. Вправду, меланины ? пигменты, образующиеся в особых клетках кожи, волос, радужки глаза ? с одной стороны, определяют их чёрный цвет, а с другой, неспаренные электроны в их молекулах превосходно поглощают фотоны УФ излучения.
Неудивительно, что, реагируя на сильный солнечный жар, кожа загорает: меланоциты производят дополнительное количество защитного пигмента. Но и насыщенная меланином смуглая кожа не защищена абсолютно процентов.
Согласно данным (PDF) Американского онкологического общества, каждый год в Соединенных Штатах диагностируется более 2 млн случаев рака кожи, из которых около 76 тыс. ? самая опасная проникающая (инвазивная) меланома, от которой за год в Америке умирает практически 10 тыс. больных. Цифры онкологов свидетельствуют, что риск умереть от этого заболевания существует у людей с любым цветом кожи.
Чувствительность к ультрафиолету ? показатель личный и непостоянный кроме того для одного человека. Она изменяется в зависимости от состояния здоровья, тренированности, жирности и влажности кожи, других факторов и приёма лекарств.
Большое значение имеет и время года: у обитателей северного полушария большая чувствительность кожи к УФ лучам в большинстве случаев начинается в апреле и мае.
Еще один защитный агент отечественного организма ? урокановая кислота в наружных слоях кожи. Поглощая ультрафиолет, она меняет собственную конфигурацию, переходя из транс- в цис-изомер.
В темноте урокановая кислота возвращается к исходному состоянию, рассеивая взятую энергию в виде безобидного тепла.
Наконец, самый несложный и действенный механизм защиты ? образование на поверхности кожи толстого рогового слоя из мертвых клеток. Недаром загоревшая кожа более неотёсанная и шершавая, чем была до загара.
©Alamy
Союзники: солнцезащита
Разнообразные косметические средства от загара содержат разные смеси органических и неорганических веществ, каковые способны отражать, рассеивать либо поглощать энергию ультрафиолетовых волн.
Хорошие примеры неорганических молекул, помогающих нам защититься от УФ-атаки, ? оксид цинка (ZnO) и диоксид титана (TiO2), поглощающие фотоны с страшной длиной волны и рассеивающие их энергию в виде тепла. Кстати, эти соединения имеют белый цвет, отчего впредь до недавнего времени практически все кремы от загара были белыми.
Только пара лет назад показались разработке, разрешающие измельчать микрочастицы этих оксидов до еще меньших размеров и делать их прозрачными без утрат в нужном действии.
В большинстве случаев, «в поддержку» этим неорганическим веществам придаются органические соединения, кроме этого рассеивающие энергию фотонов UV-B: эфиры коричной кислоты и их производные (среди которых и таковой распространенный, как октилметоксилциннамат), пара-аминобензоевая кислота и дифенилкетоны. Совместно смесь таких соединений способна обеспечить отечественной коже хорошую защиту от атаки всех сил солнечного ультрафиолета.
Наносить крем от загара на кожу нужно неизменно: в случае если лишь вы не проспали целый сутки под пляжным зонтиком, вы смоете защитное средство при купании, сотрете его о песок, одежду либо легко касаясь собственной кожи. Учитывайте да и то, что, нанося меньшую дозу средства, чем рекомендуется производителем, вы снижаете эффективность в квадратичной пропорции – другими словами, применяя, скажем, в два раза меньше крема, приобретаете в четыре раза меньше защиты.
Уровень защиты от УФ лучей оценивается по особой шкале, как «фактор солнцезащиты» (Sun Protection Factor, SPF). Шкала SPF нелинейная: средство с цифрой 15 блокирует 93% УФ лучей, SPF 30 ? 97%, а SPF 50 ? 98%.
Но, действенность этих кремов комфортно оценивать в противном случае.
©Getty
Допустим, чистая, открытая, ничем не защищенная кожа способна благополучно противостоять солнечному излучению 30 мин. (это примерная цифра, у каждого данный срок различный и зависит от расовых, национальных и распределения пигментов строения и индивидуальных особенностей кожи в ней). Средство с SPF 10 разрешит легко совершить на солнце в десять раз больший срок ? другими словами, в отечественном примере, пять часов.
В случае если ваше личное значение SPF ? всего 15 мин., то SPF 10 даст вам два с маленьким часа.
Кстати, в отечественной войне с ультрафиолетом существуют и не столь нужные союзники ? облачность. Думается, что в случае если Солнце закрыто, то никакой опасности нет, но тучи блокируют не более 20% ультрафиолетового излучения.
А во многих условиях ? скажем, в покрытых белым снегом горах либо на берегу моря ? мы приобретаем УФ лучей куда больше легко по причине того, что они отражаются окружающим ландшафтом. В горах опасность выше еще и из-за меньшего слоя атмосферы, задерживающей фотоны УФ лучей.
Словом, надеяться на облачную погоду не следует.
Источник: С. Васильев naked-science.ru
Загар. Популярная наука с Анной Урманцевой.
